在之前的系列《顏色-不是你想象的那樣》中第(3)節(jié)介紹了波長,今天重新梳理一下: 光的波粒二象性 光的波長及能量 說明的是光的基本粒子或量子不僅可以部分地以粒子的術(shù)語來描述,也可以部分地用波的術(shù)語來描述。 光既是粒子(如沙子一般一粒一粒的),又是電磁波(如水波一樣波動著) 這不就是流沙河嗎!?。?/strong> (視頻3.48M,請在wifi下觀看) 可以這樣理解,光在某些情況可以用粒子的規(guī)則來描述,某些情況又可以用波的規(guī)則來描述: 對于可見光的能量問題,可以用波的規(guī)則來描述——不同波長的光能量不一樣,是一個連續(xù)變化的概念。 對于顏料染料的發(fā)色原理,可以用粒子的規(guī)則來描述—— 分子特殊化學(xué)鍵中電子的躍遷對特定波長光的吸收產(chǎn)生的顏色。 但這種變化不是連續(xù)的,而是量子化的。不同能量的間隔稱為“能級”。 分子只有吸收能級之間的能量差的能量,才到被“激發(fā)” 從一個能級躍遷到另一個能級。 是指波在一個振動周期內(nèi)傳播的距離。也就是沿著波的傳播方向,相鄰兩個振動位相相差2π的點之間的距離。波長λ等于波速v和周期T的乘積,即λ=vT。同一頻率的波在不同介質(zhì)中以不同速度傳播,所以波長也不同。 波長與能量之間的關(guān)系式是: E代表能量 h為普朗克常數(shù),h=6.626196×10^-34 J·s c是光在真空中的光速,c=299792428 m/s λ 就是波長,單位m 然后我么就可以這樣理解,光的波長就是在一個振動周期的長度: 波長越長表示波速越小,頻率越小,能量當(dāng)然就越低了; (類比抖繩子,用的力氣小,繩子抖得幅度就小,動得就慢,對應(yīng)的能量就低 ) 波長越短表示波速越大,頻率越大,能量當(dāng)然就越高了。 (類比抖繩子, 用的力氣大,繩子抖得幅度就大,動得就快,對應(yīng)的能量就高) 之前列出了不同波長對應(yīng)的不同能量的表,就是基于這個量子能量公式 E=hc/λ 計算出來的, 通過非常直觀的量化數(shù)據(jù)可以看出,波長越短的光,能量越大。 光的波粒二象性表明光在某些情況可以用粒子的規(guī)則來描述,某些情況又可以用波的規(guī)則來描述。 光的波長越短的,能量越大;波長越長,能量越小。
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